Visando comprovar que estamos trabalhando em condições que configuram um sistema solitônico, simulamos os canais de 40 Gb/s isoladamente, submetidos às mesmas condições físicas utilizadas no sistema WDM solitônico de dois canais. Para tanto, utilizamos o espa- çamento entre amplificadores La = 50 km e os demais parâmetros listados nas tabelas 3.1 e
3.2. As potências de entrada, otimizadas e calculadas, para cada canal podem ser obtidas na figura 3.6. Comparando as duas curvas mostradas na referida figura podemos verificar que, à medida que aumentamos o valor da dispersão o sistema tende a sair do regime sóliton-médio e portanto o valor da potência otimizada se afasta do valor calculado através da equação 2.47. Podemos observar através da figura 3.7 que o alcance de cada sistema solitônico, para uma BER em torno de 10−12, é menor que o menor dos limites de interação entre canais ou de
Gordon Haus, calculados através das equações 2.48 e 2.49, respectivamente. Os valores aproximam-se satisfatoriamente dos limites de Gordon Haus para comprimentos de onda próximos do comprimento de onda do zero de dispersão. À medida que a dispersão aumenta o efeito da interação entre canais passa a ser significativo e o alcance do sistema passa a ser limitado pelos dois efeitos: Ruído dos amplificadores (Gordon-Hauss) e interação entre canais. Outros fatores, como PMD, também estão presentes limitando o alcance do sistema. Portanto, podemos concluir que cada canal isolado está operando em regime solitônico nas simulações efetuadas nesse trabalho.
Este capítulo foi dedicado a fundamentar o conceito proposto de Gerenciamento de Co- lisões. Apresentamos os fundamentos teóricos da proposta e as equações que viabilizam a aplicação desse conceito. Todos os resultados apresentados nos próximos capítulos (4, 5, 6 e 7) foram obtidos através de simulações utilizando o esquema, procedimento, dados e parâmetros apresentados nesse capítulo.
1 5 5 0 , 0 1 5 5 0 , 4 1 5 5 0 , 8 1 5 5 1 , 2 1 5 5 1 , 6 1 5 5 2 , 0 1 5 5 2 , 4 1 5 5 2 , 8 1 5 5 3 , 2 1 5 5 3 , 6 1 5 5 4 , 0 1 5 5 4 , 4 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 P o t ê n c i a ( m W ) Comprimento de onda (nm) Valores otimizados Aj uste linear (R=0,997 e SD=0,666) Valores calculados
Figura 3.6: Comparação entre a potência calculada e otimizada, em função do comprimento de onda do canal solitônico de 40 Gb/s propagando no sistema isoladamente, para La= 50km e demais parâmetros listados nas
tabelas 3.1 e 3.2 1550,0 1550,5 1551,0 1551,5 1552,0 1552,5 1553,0 1553,5 1554,0 1554,5 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 D i s t â n c i a ( K m ) Comprimento de onda (nm) Sistema solitônico Distância calculada
Limite de Gordon Hauss Limite de interação entre canais Distância simulada
Alcance simulado
Figura 3.7: Distância percorrida (alcance para uma BER em torno de 10−12) em função do comprimento
de onda do canal solitônico de 40 Gb/s propagando no sistema isoladamente, onde La = 50km e demais
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GERENCIAMENTO DE
COLISÕES
INCOMPLETAS
4.1 Técnica de Atraso Inicial entre Canais Diferentes
A técnica de gerenciamento de colisão incompleta por nós sugerida consiste em eliminar a colisão incompleta inicial, e em alguns casos a final, que como vimos no capítulo 3, é uma das fontes de timing jitter em sistemas WDM solitônicos. Propomos para isso a inserção de um atraso inicial adequado entre pulsos de canais diferentes visando eliminar essas colisões. Esse atraso pode ser implementado através da inserção de um dispositivo eletrônico no trans- missor de um dos dois canais. A técnica de atraso inicial entre pulsos de canais diferentes é uma alternativa para o gerenciamento de colisão incompleta [67, 68].
Como vimos na secção 3.1, quanto maior a assimetria da colisão maior é o deslocamento de freqüência residual e portanto mais intenso é o timing jitter. Os efeitos prejudiciais provo- cados pela colisão completa assimétrica, devido à XPM, são minimizados em sistemas onde
Lcol> 2La. Nessa situação, a colisão incompleta inicial produz efeitos significativos e a sua
eliminação, através da técnica por nós proposta, resulta em um melhor desempenho para o sistema.
Por outro lado, a energia transferida dos pulsos dos canais para as novas ondas geradas através do processo de FWM contribui para a variação de energia durante a colisão e, por- tanto, reforça a assimetria da mesma. Considerando um sistema de transmissão com uma determinada largura de pulso inicial, quanto maior for Lcol em relação a La menor é o es-
paçamento entre canais ou a dispersão média entre eles. Esta situação favorece o processo de FWM [32] e portanto a assimetria do processo de colisão. Eliminando a colisão incom- pleta inicial a primeira colisão passa a acontecer mais adiante na fibra. Considerando que quanto maior a potência dos canais em colisão maior a potência da onda gerada pelo pro-
cesso de FWM [71], se a primeira colisão ocorrer após o início da transmissão de cada canal, a potência de cada canal já estará atenuada e portanto numa situação favorável à geração de ondas menos intensas [71] e conseqüentemente os efeitos degradativos provocados pelo FWM serão menores. Além disso, como vimos na secção 2.3.3.2 em sistemas reais, com amplificação discreta e sem gerenciamento de dispersão, após as colisões entre canais existe uma energia residual de FWM que apesar de pequena, considerando sucessivas colisões pode gerar grande dano para o sistema, e quanto maior a intensidade delas maior o prejuízo.
A eficiência dessa técnica de gerenciamento de colisão incompleta depende da inserção de um atraso adequado entre pulsos de canais diferentes, conforme proposto na equação 3.5, visando eliminar a colisão incompleta inicial que ocorre sempre que dois pulsos são inse- ridos no sistema em um mesmo instante de tempo. Esta colisão é extremamente crítica e mostramos através das simulações que sua eliminação, na condição de Lcol > 2La, junta-
mente com a otimização adequada do sistema, melhora a eficiência do mesmo, resultando, por exemplo, na possibilidade de atingir maiores distâncias. Enquanto que, na condição em que Lcol < 2La, para a taxa em estudo (B = 40 Gb/s), o espaçamento entre canais e a
dispersão média são suficientes para desconsiderarmos os efeitos causados pelo FWM [68]. Além disso, estamos fora da "região segura"definida por Mollenauer [63]. Nesse caso, as colisões completas são assimétricas e a eliminação da colisão incompleta não tem um efeito significativo [67].